输出轴设计-数控工艺及主要工装设计目 录
中文摘要 Ⅰ英文摘要 Ⅱ第1章 前言 1 1.1 零件的作用 1 1.2 划分阶段 1 1.3 零件的工艺分析 2第2章 工艺规程设计 3 2.1 确定毛坯的制造形式 3 2.2 制定工艺路线 3 2.3 加工方法的选择 4 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 2.5 确定切削用量及基本工时……………………………………………………… 5第3章 夹具的设计 24 3.1 夹具的作用及设计条件 243.2 夹具设计计算 243.2.1 确定工件定位方式、分析定位误差 243.2.2 确定刀具导引方式和导引文件 253.2.3 确定工件夹紧方式、选择夹紧机构、计算夹紧力 253.3 分度机构的设计 273.4 分度装置机构的选定 28第4章 数控工艺与编程 31第5章 结论 32参考文献 33致谢 34附录 A:钻孔 20程序 35附录 B:钻孔 8程序 318
输出轴设计-数控工艺及主要工装ABSTRACT
The mechanical manufacturing industry is one of pillar industrieswhich a country technology advancement and the society develops,regardless of is the traditional industry, or the emerging industry,all cannot leave all kinds of mechanical device. But each kind ofmachine spare part processing core question is a craft. Thisgraduation project was has chosen this kind of topic - conducts theresearch to the power output shaft numerical control processing craftand the slanting hole jig design. In the machining craft establishmentaspect, mainly through the careful analysis product detail drawing andthe related specification, consults the box body class componentscorrelation data, the union summer vacation practises experience andso on, had considered craft structure request, batch request,efficiency, feasible and so on various factor, finally arranged 19working procedures to complete the gear box body the processing,including each working procedure processing method, engine bed,cutting tool, jig, auxiliary, measuring instrument choice, reducedplane selection, located and clamps the plan drawing up, and throughrepeatedly deliberated, the comparison, finally had determined thepreferred plan, and enrolled it the working procedure card, Clearbright expression entire processing process. Moreover, in the jigdesign aspect, mainly drilled slanting Kong Zheige the workingprocedure to carry on the jig plan analysis, the computation andfinally makes a final decision, and expressed the jig plan with anassembly drawing and two detail drawings which designed。
Key word：Slanting hole ，At the same time double sells ，Parallelism ，Output shaft，Working procedure card
摘要
机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械设备。而各种机器零部件的加工的核心问题是工艺。这次毕业设计就是选择了这样一个课题——对动力输出轴的数控加工工艺及斜孔的夹具设计进行研究。在机加工工艺编制方面，主要通过仔细分析产品零件图和相关技术要求，查阅箱体类零件相关资料，结合暑假实习经历等等，考虑了的工艺结构要求、批量要求、经济性、可行性等多方面因素，最终安排了19个工序来完成变速箱体的加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定，并通过反复推敲、比较，最终确定了最佳方案，并将其编入工序卡，清晰明了的表达出了整个加工过程。另外，在夹具设计方面，主要就钻斜孔这个工序进行了夹具方案的分析，计算和最终敲定，并用一张装配图和两张零件图来表达设计出的夹具方案。
关键字： 斜孔，一面双销，平行度，输出轴，工序卡
输出轴的数控工艺及主要工装设计第一章 前言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予原谅。1.1、零件的作用 题目所给定的零件是动力输出装置中的主要零件：动力输出轴。主要作用是传递扭矩，使动力能够传出。 80 孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用。用10- 20 销将动力传至该轴，在由 55 处通过键16 5将动力输出，A、B是两端支承轴颈。零件如图： 1.2划分阶段：⑴．粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra80~100μm。⑵．半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25μm。⑶．精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为 Ra10~1.25μm。⑷．光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。
此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。1.3、零件的工艺分析 本零件加工时可分为3部分，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.车端面以及外圆 这一组加工表面包括：外圆 55 、 60 、 65 、 75 及倒角、前后端面、阶梯孔 50、 80 、 104及倒角.其中外圆 60 与 75 为两端支承轴颈，分别为A、B面。A与B面有圆跳动公差为0.04。2.钻孔 这一组加工表面包括：钻10- 20 、钻斜孔2- 8、铣键槽 16 5。3.磨外圆 磨 60 、 65 、 75 以及阶梯孔 80 。由以上分析可知，对于这三组加工平面而言，可以先加工一组表面，然后借助于专用夹具加工另外两组表面，并且保证他们之间的位置精度要求。
输出轴设计-数控工艺及主要工装工艺规程设计
2.1、确定毛坯的制造形式 1.零件材料为45钢。考虑到在运行中要正、反转以及加速，零件则经常承受交变载荷及冲击载荷，因此该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件为大批量生产，而且零件的轮廓不大。故可采用模锻成型。采用在自由锻设备上用自由锻方法制坯，然后在胎膜中成型。这从提高生产效率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 2.基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。其基面选择是否正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1.粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。现选取外圆 75 为粗基准。利用自动定心的窄口卡爪，夹在 75 外圆柱面上，用以消除 、x方向、y方向自由度。2.精基准的选择。主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。毛坯如图： 2.2、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。工艺路线方案1.模锻毛坯2.粗车两端面及其他各部3.钻2-B/15中心孔4.粗车、半精车外圆 55、 60、 65、 755.半精车前后端面6.倒角1 45°7.车阶梯孔 50、 80、 104，半精车 80孔8.倒角1 45°9.调质处理10.研磨中心孔11.半精磨外圆 55、 60、 65、 7512.钻、粗铰10- 20孔13. 钻2- 8孔14.倒角1 45°15.铣键16 516.去毛刺，修整17.检验、入库2.3、加工方法的选择本零件的加工有端面、槽、外圆、内孔及小孔等，材料为HBS200。参考《机械制造工艺设计简明手册》上的有关数据，其加工方法选择如下： (1) 55mm的外端面：参考《机械制造工艺设计简明手册》根据GB1800—79规定其公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra2.5 ，需要进行粗车、半精车表面。 （2） 104mm的外端面：参考《机械制造工艺设计简明手册》根据GB1800—79规定其公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2 ，需要进行粗车、半精车表面。（3） 55、 60、 65、 75mm的外圆：公差等级为IT7。表面粗糙度为Ra1.25，需要进行粗车、半精车、磨。 （4）阶梯孔 50、 80、 104：其中 50、 104粗糙度要求为12.5，公差等级为IT11，只需进行粗车。 80公差等级为IT9，表面粗糙度要求为Ra3.2，须进行粗车、半精车。（5）孔10- 20：其公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2，须进行钻、粗铰。（6）键槽16 5：槽宽的公差等级为IT9，表面粗糙度要求为Ra6.3，须进行粗铣。槽深的公差等级为IT8，表面粗糙度要求Ra3.2，须进行粗铣、半精铣。（7）孔2- 8 ：公差等级为IT11，表面粗糙度要求为Ra12.5.直接钻即可达到要求。 2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定输出轴零件材料为45钢，硬度200HBS，生产类型为大批量生产，采用在自由锻设备上用自由锻方法制坯，然后在胎膜中成型。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：查《机械加工工艺手册》表2.3-39、2.3-42、2.3-48、2.3-431.前端面毛坯尺寸257 mm磨削 252 2Z=0.5mm 半精车 252.5 2Z=1.1mm 粗车 253.6 2Z=3.4mm2.后端面毛坯尺寸252 mm磨削 252 2Z=0.5mm 半精车 252.5 2Z=1.1mm 粗车 253.6 2Z=3.4mm3.外圆 55 毛坯尺寸 80 mm磨削 55 2Z=0.4mm 半精车 55.4 2Z=1.1mm 粗车 56.5 2Z=23.5mm4.外圆 60 毛坯尺寸 80 mm磨削 60 2Z=0.4mm 半精车 60.4 2Z=1.1mm 粗车 61.5 2Z=18.5mm5.外圆 65 毛坯尺寸 80 mm磨削 65 2Z=0.4mm 半精车 65.4 2Z=1.1mm 粗车 66.5 2Z=13.5mm6.外圆 75 毛坯尺寸 80 mm磨削 75 2Z=0.4mm 半精车 75.4 2Z=1.1mm 粗车 76.5 2Z=3.5mm7.阶梯孔 50此孔粗糙度要求为12.5，只要求粗加工，此时余量为2Z=50mm。8. 阶梯孔 80 半精车 80 2Z=1.1mm粗车 81.1 2Z=31.1mm9.阶梯孔 104此孔粗糙度要求为12.5，只要求粗加工，此时余量为2Z=24mm。10.钻孔2- 8此孔粗糙度要求为12.5，只要求粗加工，此时余量为2Z=8mm。11.钻孔10- 20粗铰 20 2Z=0.2mm钻 20.2 2Z=20.2mm12.铣键16 5精铣 5 2Z=0.8mm粗铣 4.2 2Z=4.2mm13粗车其他各部，包括10- 20孔上端部、30°圆锥面、与外圆 75 垂直面。10- 20孔上端部 2Z=5mm30°圆锥面 2Z=5mm与外圆 75 垂直面 2Z=5mm2.5、确定切削用量及基本工时1.粗车端面①加工条件工件材料：45钢调质， =0.6GPa，模锻加工要求粗车两端面机床：《查机械设计加工工艺手册》C620-1卧式车床。刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16 25mm ，Kr=90°，r=15°，a =12°，r =0.5mm。②计算切削用量㈠粗车前端面从257mm至253.6mm，已知毛坯长度方向的加工余量为3.4 ，单边余量为1.7 ，故可一次走刀切除，每次a =1.7㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4当刀杆尺寸为16 25mm，a 3mm以及工件直径为 55时f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =144.9（m/min）㈣确定主轴转速n = = =576.8按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=158m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l ，l =2mm，l =4mm，l =0mm，i=2t = = =0.039min2.粗车右端面㈠切削深度 粗车后端面从253.6mm至247.5mm，已知毛坯长度方向的加工余量为3.4 ，单边余量为1.7 ，故可一次走刀切除，每次a =1.7.㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4当刀杆尺寸为16 25mm，a 3mm以及工件直径为 55时f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r
输出轴设计-数控工艺及主要工装计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =144.9（m/min）㈣确定主轴转速n = = =576.8按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=158m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l ，l =2mm，l =4mm，l =0mm，i=2t = = =0.082min3.钻中心孔2-B6/15㈠加工条件机床 Z35A摇臂钻床，刀具B型中心钻查《机械加工工艺手册》表4.3-2㈡切削深度 单边余量为z=3，故可一次走刀切除，a =3㈢进给量f f=0.075mm/r查《机械加工工艺实用手册》表15-39㈣切削速度 V =18m/min㈤确定主轴转速n = = =955r/min按机床选取n=1000（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=9.8m/min㈥切削工时，按表2.5-3 t= L=10，l = 取 l =ctg60°+2=5l =0mm，l =0mm，i=2t = = =0.406min
4.粗车外圆 55㈠切削深度 粗车外圆从 80 至 56.5单边余量为z=11.75，故需两次走刀切除，第一次a =6，第二次a =5.75㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5 0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =183（m/min）㈣确定主轴转速n = = =728.5按机床选取n=800（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=200m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.108min㈥检验机床功率 主切削力按《机械加工工艺手册第一卷》表8.4-10F =C a f v k 其中C =2795， =1， =0.75， =-0.15K =（ ） =（ ） =0.81K =0.89 F =2795 =919 N切削时消耗的功率P 为P = = =2.42KW由《机械加工工艺手册》C620-1主轴电动机功率为7.8KW。当主轴转速为630r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可正常加工。 ㈦检验机床进给系统强度已知主轴切削力F =919 N，径向切削力F F = C a f v k 其中C =1950，x =0.90，y =0.6，n =0.3K =（ ） =（ ） =0.678K =0.5 F =1950 =158 N而轴向切削力：F = C a f v k 其中C =2880，x =1.0，y =0.5，n =-0.4K =（ ） =（ ） =0.75K =1.17轴向切削力 =2880 =412 N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= F + （F +F ）=412+0.1（919+158）=519.7 N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作。
5.粗车外圆 60㈠切削深度 粗车外圆从 80 至 61.5单边余量为z=9.25mm，故需两次走刀切除，第一次a =5mm，第二次a =4.25mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =160.9（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =640.5(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=158m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = 2=0.044min6.粗车外圆 65㈠切削深度 粗车外圆从 80 至 66.5单边余量为z=6.25mm，故需两次走刀切除，第一次a =3.25mm，第二次a =3mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =166（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =662按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=158m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.049min7. 粗车外圆 75㈠切削深度 粗车外圆从 80 至 76.5单边余量为z=1.75mm，故可一次走刀切除a =1.75mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）
输出轴设计其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =137（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =547(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=158m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.121min㈥检验机床功率 主切削力按《机械加工工艺手册第一卷》表8.4-10F =C a f v k 其中C =2795， =1， =0.75， =-0.15K =（ ） =（ ） =0.963K =0.89 F =2795 =1093 N切削时消耗的功率P 为P = = =2.8KW由《机械加工工艺手册》C620-1主轴电动机功率为7.8KW。当主轴转速为630r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可正常加工。 ㈦检验机床进给系统强度已知主轴切削力F =1067 N，径向切削力F F = C a f v k 其中C =1950，x =0.90，y =0.6，n =0.3K =（ ） =（ ） =0.936K =0.5 F =1950 =251 N而轴向切削力：F = C a f v k 其中C =2880，x =1.0，y =0.5，n =-0.4K =（ ） =（ ） =0.952K =1.17轴向切削力 =2880 =523 N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= F + （F +F ）=523+0.1（1093+251）=657.4而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作。8.半精车外圆 55㈠切削深度 半精车外圆从 56.5至 55.4单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =651按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=111.7m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.068min㈥检验机床功率 主切削力按《机械加工工艺手册第一卷》表8.4-10F =C a f v k 其中C =2795， =1， =0.75， =-0.15K =（ ） =（ ） =0.963K =0.89 F =2795 =349 N切削时消耗的功率P 为P = = =0.7KW由《机械加工工艺手册》C620-1主轴电动机功率为7.8KW。当主轴转速为630r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可正常加工。 ㈦检验机床进给系统强度已知主轴切削力F =349 N，径向切削力F F = C a f v k 其中C =1950，x =0.90，y =0.6，n =0.3K =（ ） =（ ） =0.936K =0.5 F =1950 =80 N而轴向切削力：F = C a f v k 其中C =2880，x =1.0，y =0.5，n =-0.4K =（ ） =（ ） =0.952K =0.923轴向切削力： =2880 =178 N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= F + （F +F ）=178+0.1（80+349）=221 N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作9.半精车外圆 60㈠切削深度 半精车外圆从 61.5至 60.4单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =598(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=122m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.022min10.半精车外圆 65㈠切削深度 半精车外圆从 66.5至 65.4单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =551(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=132m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.098min11.半精车外圆 75㈠切削深度 半精车外圆从 76.5至 75.4单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm
输出轴设计-数控工艺及主要工装㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =551(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=132m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.304min㈥检验机床功率 主切削力按《机械加工工艺手册第一卷》表8.4-10F =C a f v k 其中C =2795， =1， =0.75， =-0.15K =（ ） =（ ） =0.963K =0.89 F =2795 =349 N切削时消耗的功率P 为P = = =0.7KW由《机械加工工艺手册》C620-1主轴电动机功率为7.8KW。当主轴转速为630r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可正常加工。 ㈦检验机床进给系统强度已知主轴切削力F =349 N，径向切削力F F = C a f v k 其中C =1950，x =0.90，y =0.6，n =0.3K =（ ） =（ ） =0.936K =0.5 F =1950 =80 N而轴向切削力：F = C a f v k 其中C =2880，x =1.0，y =0.5，n =-0.4K =（ ） =（ ） =0.952K =0.923轴向切削力： =2880 =178 N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= F + （F +F ）=178+0.1（80+349）=221 N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作。12.半精车前端面㈠切削深度 半精车前端面从253.6至252.5单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =651(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=111.7m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.054min13.半精车后端面㈠切削深度 半精车后端面从248.6至247.5单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除 a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =651(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=111.7m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.054min14.车阶梯孔 50㈠切削深度 单边余量为z=25mm，可分五次走刀切除第一次a =5mm，以后每次都是5mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5 0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =161（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =566(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=179m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.263min15.车阶梯孔 80㈠切削深度 车阶梯孔 80从 50至 81.1单边余量为z=15.55mm，可分三次走刀切除第一次a =5.55mm，以后每次都是5mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5 0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =163（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =575(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=179m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.438min16. 车阶梯孔 104㈠切削深度 车阶梯孔 104从 81.1至 104单边余量为z=12.05mm，可分两次走刀切除第一次a =6mm，第二次a =6.05mm
输出轴的数控工艺及主要工装设计㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5 0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =165.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =586(r/min)按机床选取n=630（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=178m/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.228min17.半精车 80㈠切削深度 半精车车阶梯孔 80从 81.1至 80单边余量为z=0.55mm，可一次走刀切除a =0.55mm㈡进给量f，根据《机械加工工艺手册》表2.4-4 f=0.5 0.7mm/r取f=0.5mm/r㈢计算切削速度，按《机械加工工艺手册》表8.4-8，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）V = （m/min）其中 C =242，X =0.15，y =0.35，m=0.2修正系数K 即：K =1.44，K =0.8，K =1.04，K =0.81，K =0.97 V = =115.5（m/min）㈣确定主轴转速 n = = =406(r/min)按机床选取n=500（m/min）（查表3.1-18）《机床加工工艺手册》。 实际切削速度为 V=142/min㈤切削工时，按表2.5-3 t= L= +l + l + l t = = =0.144min18.半精磨 55由 55.4至 55㈠选择砂轮 由《机械加工工艺手册》4.8中磨料的选择各表选取:A46GV69 350 其含义为：砂轮磨料为棕刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织手型砂轮其尺寸为350 （D B d）㈡切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量：f =0.2B=8mm（双线程）《机械加工工艺设计实用手册》表15-67径向进给量： f =0.02（双线程）工件速度 v =100V = =0.3（m/s）N= = =1.737r/m㈢切削工时 查《机械加工工艺手册》表2.5-11 k=1.1表2.5-12t = = =63.32（s）19半精磨 60从 60.4至 60㈠切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量：f =0.2B=8mm（双线程）《机械加工工艺设计实用手册》表15-67径向进给量： f =0.02（双线程）工件速度 v =100V = =0.3（m/s）N= = =1.592r/m㈢切削工时 查《机械加工工艺手册》表2.5-11 k=1.1表2.5-12t = = =23.32（s）20.半精磨 65从 65.4至 65㈠切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量：f =0.2B=8mm（双线程）《机械加工工艺设计实用手册》表15-67径向进给量： f =0.02（双线程）工件速度 v =100V = =0.3（m/s）N= = =1.47r/m㈢切削工时 查《机械加工工艺手册》表2.5-11 k=1.1表2.5-12t = = =25.26（s）21. 半精磨 75从 75.4至 75㈠切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量：f =0.2B=8mm（双线程）《机械加工工艺设计实用手册》表15-67径向进给量： f =0.02（双线程）工件速度 v =100V = =0.3（m/s）N= = =1.273r/m㈢切削工时 查《机械加工工艺手册》表2.5-11 k=1.1表2.5-12t = = =96.23（s）22.钻10- 20㈠选择机床 按《机械加工工艺设计实用手册》表15-39选取Z35A摇臂钻床.㈡切削用量进给量 f=0.4mm/r切削速度 v=18m/min㈢主轴转速n = = =286.6r/min按机床选取n=300r/min。 实际切削速度 m/min。㈣切削工时t= l=30,l = ，l =2t= 有10个孔t=3.38min23.钻2- 8㈠切削用量进给量 f=0.15mm/r切削速度 v=18m/min㈡主轴转速n = = =716.56r/min按机床选取n=800r/min。 实际切削速度 m/min。㈢切削工时t= l=30,l = ，l =2t= min24.铣键槽 ㈠ 根据《机械加工工艺手册》第一卷表3.1-74选取X63W机床。据表9.2-4选用直柄键槽铣刀：d =16,d =16,l=28,L=75㈡切削深度单边余量a =8,可两次切除。每次a =8。㈢确定每齿进给量 据表《机械加工工艺手册》2.4-78选择 =0.03㈣确定铣刀的磨钝耐久度现将铣刀后刀面最大磨损限度取为1.0mm，耐用度为T=5.4 s。《机械加工工艺手册》表2.4-71，2.4-72。据表2.4-87 V=107.4m/min p =0.7采用Y15铣刀 d =12，步数z=4㈤主轴转速N = r/min按机床选取N = 1500r/min故 m/min㈥切削工时当转速为1500r/min工作台每分钟进给量应该为： = ， =0.03 =20mm/min
夹具设计
3.1夹具的作用及设计条件机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在金属切削机床上采用的夹具统称为机床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。一、夹具在现代机械加工中应用得相当广泛，它能够起到下列作用：（1） 保证稳定可靠地达到各项加工精度要求（2） 缩短加工工时，提高劳动生产率（3） 降低生产成本（4） 减轻工人劳动强度（5） 可由较低技术等级的工人进行操作（6） 能够扩大机床工艺范围二、 机床夹具作用实现必须满足三个条件：①．夹具在机床上的准确装夹；②. 工件在夹具中占有正确的加工位置；③. 刀具相对于工件有准确的位置。3.2夹具设计计算3.2.1、确定工件定位方式、分析定位误差。1.定位基准的选择 在这里选择“一面双销”的定位方式，底面放在分度盘上，定位孔选择10- 20孔的其中2个，2孔互为180°。 2.定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为2个阶型定位销，该定位销的尺寸与公差为： 20 ， 16 。两定位销中心矩： 40两定位销中心距公差： 取： 求 ：取销1与孔1的配合为 ，则孔1的尺寸及公差为 ，而得销1的尺寸公差为 。 求d : =12-0.006=11.994求 求c：c= =0.141+0.036-0.006=0.171查表2.1（P29）得b=3求 ： =cb/D =0171×3/12=0.04275≈0.043d2:d2=D - =12-0.043=11.957 (即 )取T(d)=0.011(IT6),则 =12-0.054=11.946∴ ，T(d )=0.011(IT6)由于本到工序加工2- 8孔并无任何形状精度要求，故能满足要求。3.2.2、确定刀具导引方式和导引元件本工序的夹具要用到钻模支架，采用上面单导向，钻杆与机床浮动连接主要使用于钻孔长度 通孔或同轴度孔，保证较高的中心距或者同轴度要求。保证几个孔同时加工时不互相干涉。钻套用T10A做成，热处理T10A HRC 58 64,渗碳深度0.8 1.2 。钻 孔时钻套的标记示例： 8 ；H=28 的A型固定钻套：钻套A GB 2262-80钻套见下图：
3.2.3、确定工件夹紧方式，选择夹紧机构，计算夹紧力钻削时的主钻削力计算：运用表8.4—10公式： = =691N由表8.4—10和表8.4—11的公式中系数及指数： =900， =1.0， =0.75， =0， =0.4工件采用的是一面两销定位的方式，故防止工件在切削力P作用下平移所需夹紧力：由公式 式中系数 ——基本安全系数，一般取1.5。 ——加工状态系数，粗加工取1.2。 ——刀具钝化系数，粗镗铸铁取1.0。 ——切削特点系数，连续取1.0。 ——考虑夹紧动力稳定性系数，手动夹紧取1.3。 ——考虑手动夹紧时手柄位置的系数，取1.2。 ——仅有力矩企图使工件回转时，才应考虑支撑面接触情况的系数，工件是安装在支撑钉上取1.0。 ——夹紧元件与工件间的摩擦系数取0.3。 ——工件于夹具支撑面间的摩擦系数取0.25。 =5292N采用螺旋夹紧机构截面宽高之比为 ，材料为45钢，取安全系数 ，查得极限应力为 =380 。求的最大弯矩： = 压板材料的许用应力： 压板的抗弯截面系数： = 根据压板的强度条件为： 所以 而 。3.3、分度机构的设计由于本工序所需加工的斜孔有2个，在工件上互为180°对称。为减少工件的装夹次数，减小因装夹带来的误差，现就本工序设计一分度装置。当加工完1斜孔时，转动分度装置即可加工另外一孔。分度装置大致可分为2类：（1）回转分度装置，他是一种对圆周角分度的装置，又称圆分度装置。本道工序即采用此类分度装置。（2）直线分度装置，他是指对直线方向上的尺寸进行分度的装置，其分度原理与回转分度装置基本相同。回转分度装置种类繁多，一般可按下述形式设计：（1）按分度盘与对定销位置的不同分为轴向分度和径向分度（如下图）。对于轴向分度对定销4的运动方向与回转方向平行。对与径向分度，对定销的运动方向与回转方向垂直。由于分度盘的直径较大，故能减小分度误差所以多用于精度要求较好的场合。（2）按分度盘回转轴线分布位置的不同可分为卧轴式、立轴式、和斜轴式。一般按机床的具体加工条件的不同而具体设计。（3）按分度装置工作原理的不同可分为机械分度、光学分度等。机械分度装置结构简单，工作可靠，应用广泛。光学分度装置的分度精度较高故在机械加工中的应用受到限制。（4）按分度装置的使用特性可分为通用和专用两大类
输出轴的数控工艺及主要工装设计分度装置机构的选定分度装置包括：固定部分、转动部分、分度对定机构及控制机构、抬起锁紧机构和润滑部分。（1）分度对定机构的结构形式较多，它们各有不同特点，且适用与不同场合。一般有钢球对定、圆柱销对定、菱形销对定、圆锥销对定、双斜面楔形槽对定、单斜面楔形槽对定、正多面体对定、滚珠对定如图所示：（2）控制机构下图所示为已标准化的GB/T2215-90手拉式定位器。将捏手5向外拉，即可将对定销1从分度盘衬套2的孔中拔出。当横销4脱离槽B后，可将捏手转动90°使横销4搁在导套3的面A上，此时即可转位分度。本机构结构简单工作可靠，主要参数D为8mm，10mm，12mm，15mm四种。本次设计即采用此种控制机构。图3-4 手拉式定位器（3）抬起及锁紧机构的设计。在分度转位之前，为了使转盘转动灵活，特别对于较大规格的转台，需将回转盘稍微抬起；在分度结束后，则应将转盘锁紧，以增强分度装置的刚度和稳定性。为此可设置抬起锁紧装置。（4）分度精度分析 分度精度的评定：分度精度是指分度误差的大小。圆分度精度一般用单个分度误差和总分度误差来评定。单个分度误差是指两个分度的实际数值与理论数值之间的代数差。（5）影响分度精度的因素影响分度精度的主要因素有：分度盘本身的误差、分度盘相对于回转轴线的径向圆跳动所造成的附加误差、对定误差和有关元件的误差等。由于本道工序只须转动180°精度要求不高所以不需详细计算
输出轴的数控工艺及主要工装设计数控工艺与编程根据原始普通机械加工工艺，得出可在数控加工中心上加工的有：工序1：半精车外圆 50、 60、 65、 75，半精车阶梯孔 80，半精车前后端面工序2：半精磨 50、 60、 65、 75，半精磨阶梯孔 80工序3：钻、铰10- 20孔，钻2- 8孔，铣键槽16 5数控加工轨迹示意图如下：图4-1
第五章 结论本次设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。经过这次设计之后使我掌握了机械加工工艺规程的制定内容和顺序：分析被加工零件—选择毛坯设计—工艺过程—工序设计—编制工艺文件。首先重要分析了零件的技术要求，包括被加工面的尺寸精度和几何形状精度，各被加工表面之间的相互位置精度，轴承孔的同轴度和平行度，被加工表面的表面加工质量及热处理要求，对毛坯的要求等等。并对达到各个技术要求的主要影响因素进行了分析，进一步明了了制订工艺规程时应解决的主要问题，为制订合理的工艺规程作好了准备。毛坯是根据零件所要求的形状、尺寸等而确定和设计。工艺过程的设计主要涉及的问题是划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等。工序设计的主要内容是为没一工序选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺寸和公差、确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。最后就是编制所须的工艺文件。通过专用夹具的设计让我了解了设计夹具时的大致过程，针对不同的机床和零件的被加工表面设计不同结构形式的夹具。夹具由定位元件或定位装置、夹紧元件或夹紧装置、对刀及引导元件、夹具体组成、连接元件、其他元件或装置。而本次设计是镗床夹具的设计，根据零件外型及加工表面的位置要求选用一面两销定位，因此，定位元件用两个定位销；而夹紧元件用压板以保证零件在钻削力的作用下正确的位置不改变；次夹具的对刀及引导元件选用钻套来保证夹具和钻头的相对位置；本夹具的夹具体主要是底座，用于支承零件及连接钻套等；次夹具的主要连接元件是螺钉、销等。这次的毕业设计主要是工艺和专用夹具的设计，综合了我所学的专业知识，对我以后在工作中起到相当大的作用，对我们毕业生来说是一次相当大的锻炼。 参考文献
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A钻10- 20孔数控加工程序：N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X21.631Y-66.574Z60.000N16Z50.000N18G99G81X21.631Y-66.574Z0.000R30.500F100N20X56.631Y-41.145N22X70.000Y0.000N24X56.631Y41.145N26X21.631Y66.574N28X-21.631Y66.574N30X-56.631Y41.145N32X-70.000Y0.000N34X-56.631Y-41.145N36G98X-21.631Y-66.574N38G80G00Z60.000N40M05N42M30附录：B钻2- 8数控编程N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X1.934Y0.477Z60.000N16Z50.000N18G98G81X1.934Y0.477Z-35.000R0.500F100N20G80G00Z60.000N22M05N24M30
